KR20210077788A

KR20210077788A - 아이웨어 디바이스용 광학 마이크로폰

Info

Publication number: KR20210077788A
Application number: KR1020217018151A
Authority: KR
Inventors: 모테자 칼레히메보디
Original assignee: 페이스북 테크놀로지스, 엘엘씨
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2021-06-25
Also published as: US10979826B2; WO2020101712A1; JP2022507387A; JP7242854B2; US10616692B1; CN113348679A; JP7505068B2; EP3881561A4; JP2023081979A; CN113348679B; EP3881561A1; US20200196066A1

Abstract

오디오 시스템은 변환기 어셈블리, 광학 감지 경로, 레이저, 검출기 어셈블리, 및 컨트롤러를 포함한다. 변환기 어셈블리는 사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성한다. 광학 감지 경로는 적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 움직인다. 레이저는 기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하고, 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 검출된 음향 압력파는 그 광학 경로 길이를 변경하기 위해 감지 빔과 상호 작용한다. 검출기 어셈블리는 광학 감지 경로로부터 기준 및 감지 빔들을 검출하고, 기준 빔과 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 기초하여 검출된 음향 압력파를 측정한다. 컨트롤러는 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 오디오 명령을 조정한다.

Description

아이웨어 디바이스용 광학 마이크로폰

본 개시는 일반적으로 아이웨어 디바이스(eyewear devices)의 오디오 시스템에 관한 것이며, 특히 아이웨어 디바이스들에 사용되는 광학 마이크로폰에 관한 것이다.

인공 현실 시스템에서의 헤드-마운트 디스플레이들은 종종 스피커 또는 개인용 오디오 디바이스와 같은 기능을 포함하여 헤드-마운트 디스플레이 사용자에게 오디오 콘텐트를 제공한다. 헤드 마운트 디스플레이에서의 오디오 시스템은 스피커에 의해 생성된 소리를 측정하고 오디오 시스템을 교정하기 위해 사용자의 귀 입구에 또는 그 가까이에 위치된 마이크로폰들을 포함할 수 있다. 헤드 마운트 디바이스들의 프레임들에 내장된 마이크로폰 어레이들과 같은, 헤드 마운트 디스플레이들에 사용되는 현재 마이크로폰들은 제한된 감도를 갖고 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디바이스들에 사용되는 일반적인 마이크로폰들은, 나노미터 또는 피코미터 범위로 귀 외부에서 입자 변위를 발생시키는, 골전도 변환기들(bone conduction transducers)에 의해 생성되는 오디오 압력파를 검출하는 데 어려움을 겪는다. 기존의 마이크로폰들에 의해 검출될 수 있는 압력파들을 생성하기 위해, 골전도 변환기는 사용자에게 불쾌한 매우 큰 볼륨을 생성해야 한다.

본 개시는 이전의 마이크로폰들보다 더 높은 감도로 오디오파들을 검출하기 위한 광학 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템을 기술한다. 오디오 시스템은 인공 현실 헤드 마운트 디스플레이(HMD)의 구성요소인 아이웨어 디바이스의 구성요소일 수 있다. 오디오 시스템은 음향 압력파들(acoustic pressure waves)을 생성하는 적어도 하나의 변환기 및 음향 압력파를 검출하는 광학 마이크로폰을 포함한다. 광학 마이크로폰은 사용자의 외이도(ear canal) 입구에 또는 사용자의 귀 근처에 위치될 수 있다. 광학 마이크로폰은 예를 들어 빔 스플리터를 사용하여 감지 빔(sensing beam)과 기준 빔(reference beam)으로 분리된 광을 방출하는 레이저를 포함한다. 감지 빔은 광섬유와 같은 광학 감지 경로를 통해 이동한다. 음향파는 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경함으로써 광학 감지 경로에 있는 동안 감지 빔과 상호 작용한다. 검출기 어셈블리는 광학 감지 경로로부터 감지 빔을 수신하고, 또한 기준 빔도 수신한다. 검출기는 감지 빔의 광학 경로 길이의 변화에 기초하여 검출된 음향 압력파를 측정한다. 오디오 시스템은 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 상기 변환기에 의해 생성된 음향 압력파를 조정할 수 있다.

일부 실시예들에서, 오디오 시스템이 여기에 설명된다. 오디오 시스템은 변환기 어셈블리, 광학 감지 경로, 레이저, 검출기 어셈블리, 및 컨트롤러를 포함한다. 변환기 어셈블리는 사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하도록 구성된다. 광학 감지 경로는 적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된다. 레이저는 기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된다. 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 검출된 음향 압력파는 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 광학 감지 경로에서 감지 빔과 상호 작용한다. 검출기 어셈블리는 기준 빔을 검출하고, 광학 감지 경로로부터의 감지 빔을 검출하고, 부분적으로 기준 빔과 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 기초하여 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된다. 컨트롤러는 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 오디오 명령을 조정하도록 구성된다.

본 발명에 따른 실시예들은 특히 오디오 시스템 및 아이웨어 디바이스에 관한 첨부된 청구 범위에 개시되어 있으며, 여기서 하나의 청구항 카테고리, 예를 들어 오디오 시스템에서 언급된 임의의 특징은 또 다른 청구항 카테고리, 예를 들어 아이웨어 디바이스, 시스템, 방법, 저장 매체, 또는 컴퓨터 프로그램 제품 등에 청구될 수 있다. 첨부된 청구 범위에서 종속하거나 또는 참조하는 것은 형식적인 이유로만 선택된다. 그러나 임의의 이전 청구항들(특히 다중 종속)에 대한 의도적인 참조에 의해 기인한 어떠한 청구 대상도 역시 청구될 수 있으므로, 청구 범위 및 그 특징들의 어떠한 조합도 개시되는 것이며 첨부된 청구 범위에서 선택된 종속과는 상관없이 청구될 수 있다. 청구될 수 있는 청구 대상은 첨부된 청구 범위에 명시된 특징들의 조합들뿐만 아니라 청구 범위 내의 특징들의 어떠한 다른 조합도 포함하며, 청구 범위에서 언급된 각 특징은 임의의 다른 특징 또는 청구 범위 내의 다른 특징들의 조합과 결합될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기재되거나 묘사된 실시예들 및 특징들의 어떠한 것도 별도의 청구항으로 및/또는 본 명세서에 기재되거나 묘사된 임의의 실시예 또는 특징 또는 첨부된 청구 범위의 임의의 특징들과의 임의의 조합으로 청구될 수 있다.

일 실시예에서, 오디오 시스템은:

사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하도록 구성된 변환기 어셈블리;

적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된 광학 감지 경로;

기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로에서 감지 빔과 상호 작용하는, 상기 레이저;

검출기 어셈블리로서,

상기 기준 빔을 검출하고, 상기 광학 감지 경로로부터의 감지 빔을 검출하고, 상기 기준 빔과 상기 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 부분적으로 기초하여 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된, 상기 검출기 어셈블리; 및

상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 오디오 명령을 조정하도록 구성된 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 오디오 시스템은 레이저로부터 방출된 광을 기준 빔과 감지 빔으로 분리하도록 구성된 빔 스플리터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 오디오 시스템은 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성된 기준 빔 변조기를 포함할 수 있으며, 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 기준 빔을 식별하도록 구성될 수 있다.

광학 감지 경로는 오디오 시스템의 하우징에 매달린 광섬유를 포함할 수 있다.

광학 감지 경로는 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성될 수 있는 가요성 멤브레인에 결합된 광섬유를 포함할 수 있다.

광학 감지 경로의 단부(end)는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하도록 구성될 수 있다.

광학 감지 경로는 사용자의 조직(tissue)에 결합되도록 구성될 수 있다.

변환기 어셈블리는 사용자 귀의 귓바퀴 뒤쪽의 제 1 부분에 결합되도록 구성될 수 있는 적어도 하나의 변환기를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 적어도 하나의 변환기는 귓바퀴가 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하게 하도록 제 1 주파수 범위에서 상기 귓바퀴를 진동시키도록 구성될 수 있고, 검출된 음향 압력파는 제 1 주파수 범위에 있고 광학 감지 경로가 그와 함께 움직이도록 구성될 수 있다.

변환기 어셈블리는 제 2 주파수 범위에서 진동하도록 구성될 수 있는 제 2 변환기를 포함할 수 있으며, 여기서 제 2 변환기는 제 2 범위의 음향 압력파들을 생성할 수 있고, 여기서 광학 감지 경로는 또한 제 2 주파수 범위에서 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성될 수 있다.

제 1 주파수 범위는 제 2 주파수 범위와 다를 수 있다.

상기 오디오 시스템은 아이웨어 디바이스의 구성요소일 수 있다.

일 실시예에서, 아이웨어 디바이스는:

프레임;

상기 프레임에 결합된 오디오 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 오디오 시스템은:

사용자의 귀에 결합되도록 구성될 수 있고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성할 수 있는 변환기 어셈블리;

적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성될 수 있는 광학 감지 경로;

기준 빔과 감지 빔으로 분리될 수 있는 광을 방출하도록 구성될 수 있는 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합될 수 있고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로에서 감지 빔과 상호 작용할 수 있는, 상기 레이저;

검출기 어셈블리로서,

상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 오디오 명령을 조정하도록 구성될 수 있는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

아이웨어 디바이스는 레이저로부터 방출된 광을 기준 빔과 감지 빔으로 분리하도록 구성될 수 있는 빔 스플리터를 포함할 수 있다.

아이웨어 디바이스는 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성될 수 있는 기준 빔 변조기를 포함할 수 있으며, 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 기준 빔을 식별하도록 구성될 수 있다.

광학 감지 경로는 상기 프레임에 매달린 광섬유를 포함할 수 있다.

광학 감지 경로는 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된 가요성 멤브레인에 결합될 수 있다.

광학 감지 경로는 사용자의 조직에 결합되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 비 일시적 저장 매체들은 실행될 때 본 발명 또는 상기 언급된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 오디오 시스템에서 수행하도록 동작가능한 소프트웨어를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 컴퓨터 구현 방법은 본 발명 또는 상기 언급된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 오디오 시스템을 사용한다.

본 발명의 추가 실시예에서, 바람직하게는 컴퓨터 판독 가능한 비 일시적 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 본 발명 또는 상기 언급된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 오디오 시스템에 사용된다.

도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 사시도다.
도 2a는 하나 이상의 실시예들에 따라 아이웨어 디바이스의 구성요소로서 광섬유 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템의 일부의 프로파일 뷰다.
도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따라 아이웨어 디바이스의 구성요소로서 가요성 멤브레인을 갖는 광학 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템의 일부의 프로파일 뷰다.
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템의 블록도다.
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템의 마이크로폰 어셈블리의 블록도다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른 오디오 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 시스템 환경이다.

도면들은 단지 예시의 목적들로 본 개시의 실시예들을 도시한다. 당업자는 다음의 설명으로부터 본 명세서에서 예시된 구조들 및 방법들의 대안적인 실시예들이 본 명세서에서 기술된 본 개시의 원리들, 또는 언급된 이점들로부터 벗어나지 않고 채용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다.

본 발명의 실시예들은 인공 현실 시스템을 포함하거나 이와 관련하여 구현될 수 있다. 인공 현실(artificial reality)은 사용자에게 제공되기 전에 일부 방식으로 조정된 현실의 형태이고, 이는 예를 들어 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실, 하이브리드 현실, 또는 이들의 일부 조합 및/또는 유도물을 포함할 수 있다. 인공 현실 콘텐트는 완전하게 생성된 콘텐트 또는 캡처된 (예를 들어, 실세계(real-world)) 콘텐트와 결합되는 생성된 콘텐트를 포함할 수 있다. 인공 현실 콘텐트는 비디오, 오디오, 햅틱 감각(haptic sensation), 또는 이들의 일부 조합을 포함할 수 있으며, 이들 중 임의의 것은 단일 채널 또는 다중 채널(예를 들어, 뷰어에게 3차원 효과를 생성하는 입체 비디오)로 제공될 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예들에서, 인공 현실은 또한 예를 들어 인공 현실에서 콘텐트를 생성하고/하거나 인공 현실에서 달리 사용되는(예를 들어, 활동들을 수행하는), 애플리케이션들, 제품들, 액세서리들, 서비스들 또는 이들의 일부 조합과 관련될 수 있다. 인공 현실 콘텐트를 제공하는 인공 현실 시스템은 아이웨어 디바이스, 구성요소로서 아이웨어 디바이스를 갖는 헤드-마운트 디스플레이(HMD) 어셈블리, 호스트 컴퓨터 시스템에 연결된 HMD, 독립형 HMD, 모바일 디바이스 또는 컴퓨팅 시스템을 포함하는 다양한 플랫폼들, 또는 인공 현실 콘텐트를 하나 이상의 뷰어들에게 제공할 수 있는 임의의 다른 하드웨어 플랫폼 상에서 구현될 수 있다.

시스템 아키텍처

오디오 시스템은 사용자의 귀에 제공되는 소리를 측정하기 위한 광학 마이크로폰을 포함한다. 오디오 시스템은 연골 전도 변환기, 공기 전도 변환기, 또는 골전도 변환기와 같은 하나 이상의 변환기들을 포함한다. 변환기들은 사용자의 귀에 의해 감지되는 음향 압력파를 생성한다. 귀 모양과 구성이 사용자들마다 다르기 때문에, 변환기들은 사용자들마다 다른 음향 압력파를 생성한다. 음향 압력파는 사용되는 변환기에 따라, 공기 전달 압력파(airborne pressure waves) 또는 조직 전달 압력파(tissue borne pressure waves)(예를 들어, 뼈, 연골, 또는 하나 이상의 다른 조직들을 통해 전파되는 음향 압력파)가 될 수 있다. 예를 들어, 연골 전도 변환기는 사용자 귀의 귓바퀴를 진동시키며, 이는 귀 입구에서 공기 전달 음향 압력파(airborne acoustic pressure wave)를 생성하여 외이도(ear canal)를 따라 고막으로 이동하고, 여기서 사용자가 소리로서 인식하게 된다. 연골 전도 변환기의 주어진 진동에 응답하여 서로 다른 귀 형상들이 서로 다른 공기 전달 음향 압력파들을 생성한다. 광학 마이크로폰은 변환기에 의해 생성된 음향 압력파들을 측정하고, 측정치들을 측정치에 따라 변환기들에 대한 오디오 명령들을 조정하는 컨트롤러에 제공한다.

본 명세서에 개시된 광학 마이크로폰은 검출된 음향 압력파와 함께 움직이는 광학 감지 경로를 포함한다. 광학 감지 경로의 움직임은 광학 감지 경로를 통해 이동하는 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경한다. 광학 경로 길이의 변화를 측정하여 검출된 음향 압력파의 측정치를 제공한다. 여기에 설명된 광학 마이크로폰 구성은 매우 민감한다. 예를 들어, 광학 마이크로폰은 나노미터 또는 피코미터 범위의 입자 편향을 검출할 수 있으므로, 적은 볼륨으로도 사용자 귀의 외부에서 골전도 변환기에 의해 생성된 공기 전달 압력파들의 측정을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 광학 마이크로폰은 불쾌한 높은 볼륨의 소리(unpleasant, high-volume sounds)를 필요로 하지 않고서 변환기들에 대한 오디오 명령들을 교정하는 데 사용될 수 있다.

도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 오디오 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스(100)의 사시도다. 아이웨어 디바이스(100)는 사용자에게 미디어를 제공한다. 일 실시예에서, 아이웨어 디바이스(100)는 헤드-마운트 디스플레이(HMD)의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예들에서, 아이웨어 디바이스(100)는 근안 디스플레이(near-eye display)다. 아이웨어 디바이스(100)에 의해 제공되는 미디어의 예들은 하나 이상의 이미지, 비디오, 오디오, 또는 이들의 일부 조합을 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 무엇보다도, 프레임(105), 렌즈(110), 센서 디바이스(115), 변환기 어셈블리(120), 광학 마이크로폰 어셈블리(125), 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다.

아이웨어 디바이스(100)는 사용자의 시력을 교정 또는 향상시키고, 사용자의 눈을 보호하거나, 또는 사용자에게 이미지들을 제공할 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 사용자의 시력에서의 결함들을 교정하는 안경일 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 태양으로부터 사용자의 눈을 보호하는 선글라스일 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 충격으로부터 사용자의 눈을 보호하는 보안경일 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 야간에 사용자의 시야(vision)를 향상시키기 위한 야간 시야 디바이스(night vision device) 또는 적외선 고글일 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 사용자를 위한 인공 현실 콘텐트를 생성하는 HMD일 수 있다. 대안적으로, 아이웨어 디바이스(100)는 렌즈(110)를 포함하지 않을 수 있으며 사용자에게 오디오(예를 들어, 음악, 라디오, 팟캐스트)를 제공하는 오디오 시스템을 갖는 프레임(105)일 수 있다.

프레임(105)은 렌즈(110)를 고정하는 전방부(front part) 및 사용자에게 부착되는 끝 부분(end pieces)를 포함한다. 프레임(105)의 전방부는 사용자의 코의 맨 위 부분을 꼭대기에 걸친다. 상기 끝 부분(예를 들어, 안경 다리)은 사용자의 관자놀이에 부착되는 프레임(105)의 부분들이다. 상기 끝 부분의 길이는 다양한 사용자들에 맞게 조정 가능(예를 들어, 조정 가능한 안경 다리의 길이)할 수 있다. 상기 끝 부분은 또한 사용자의 귀 뒤에서(예를 들어, 관자놀이 끝, 이어 피스(ear piece)) 감기는 부분을 포함할 수 있다.

렌즈(110)는 아이웨어 디바이스(100)를 착용한 사용자에게 광을 제공하거나 전달한다. 렌즈(110)는 아이웨어 디바이스(100)의 프레임(105)의 전방부에 의해 유지된다. 렌즈(110)는 사용자의 시력 결함들을 교정하는 데 도움이 되는 처방된 렌즈(prescription lens)(예를 들어, 단 초점, 이중 초점 및 삼중 초점, 또는 진행성 다초점(progressive))일 수 있다. 처방된 렌즈는 아이웨어 디바이스(100)를 착용한 사용자에게 주변 광을 전달한다. 전달된 주변 광은 사용자 시력의 결함들을 교정하기 위해 처방된 렌즈에 의해 변경될 수 있다. 렌즈(110)는 태양으로부터 사용자의 눈을 보호하기 위한 편광 렌즈(polarized lens) 또는 착색 렌즈(tinted lens)일 수 있다. 렌즈(110)는 도파관 디스플레이의 일부로서 하나 이상의 도파관일 수 있으며, 여기서 이미지 광은 도파관의 단부 또는 가장자리를 통해 사용자의 눈에 결합된다. 렌즈(110)는 이미지 광을 제공하기 위한 전자 디스플레이를 포함할 수 있으며, 또한 전자 디스플레이로부터의 이미지 광을 확대하기 위한 광학 블록을 포함할 수 있다. 렌즈(110)에 관한 추가적인 세부 사항들은 도 5의 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다.

센서 디바이스(115)는 아이웨어 디바이스(100)의 초기 포지션에 대한 아이웨어 디바이스(100)의 현재 포지션을 추정할 수 있다. 센서 디바이스(115)는 아이웨어 디바이스(100)의 프레임(105)의 일부에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서 디바이스(115)는 도 1에 도시된 위치와 상이한 위치에 위치할 수 있다. 센서 디바이스(115)는 포지션 센서 및 관성 측정 유닛을 포함한다. 센서 디바이스(115)에 대한 추가적인 세부 사항은 도 5의 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다.

아이웨어 디바이스(100)의 오디오 시스템은 아이웨어 디바이스(100)의 사용자에게 오디오 콘텐트를 제공하도록 구성된 변환기 어셈블리(120) 및 변환기 어셈블리(120)에 의해 생성된 음향 압력파를 검출하도록 구성된 광학 마이크로폰 어셈블리(125)를 포함한다. 도 1의 예시된 실시예에서, 아이웨어 디바이스(100)의 오디오 시스템은 변환기 어셈블리(120), 광학 마이크로폰 어셈블리(125), 및 컨트롤러(130)를 포함한다. 오디오 시스템은 변환기 어셈블리(120)를 이용하여 사용자에게 오디오 콘텐트를 제공한다. 오디오 시스템은 또한 광학 마이크로폰 어셈블리(125)로부터의 피드백을 사용하여 다양한 사용자들 모두에 대해 유사한 오디오 경험을 일으킨다. 컨트롤러(130)는 오디오 명령들을 발생시켜 변환기 어셈블리(120)의 동작을 관리한다. 컨트롤러(130)는 또한 예를 들어 오디오 명령들을 업데이트하기 위해 마이크로폰 어셈블리(120)에 의해 모니터링되는 피드백을 수신한다. 오디오 시스템에 관한 추가적인 세부 사항들은 도 3의 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다.

오디오 콘텐트를 사용자 귀로 출력하기 위해 다양한 유형들의 변환기들이 이용 가능하다. 변환기 어셈블리(120)는 연골 전도 변환기, 골전도 변환기, 또는 공기 전도 변환기와 같은 단일 유형의 변환기를 포함할 수 있다. 대안적으로, 변환기 어셈블리(120)는 2 개 이상의 유형들의 변환기들을 포함하는 하이브리드 변환기이다. 예를 들어, 변환기 어셈블리(120)는 겹칠 수 있거나 겹치지 않을 수 있는 2 개의 상이한 주파수 범위들에 걸쳐 진동하도록 구성된 2 개의 변환기들을 포함한다. 변환기 어셈블리(120)는 콘텐트 신호, 제어 신호, 및 이득 신호를 포함할 수 있는 오디오 명령들에 따라 동작한다. 콘텐트 신호는 사용자에게 제시하기 위한 오디오 콘텐트에 기초할 수 있다. 제어 신호는 변환기 어셈블리(120) 또는 변환기 어셈블리의 하나 이상의 변환기들을 활성화 또는 비활성화하는 데 사용될 수 있다. 이득 신호는 콘텐트 신호의 진폭을 조정하는 데 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 변환기 어셈블리(120)는 사용자의 귀에서 연골을 진동시킴으로써 소리를 생성하는 연골 전도 변환기를 포함한다. 일 실시예에서, 연골 전도 변환기는 프레임(105)의 끝 부분에 결합되고, 사용자 귀의 귓바퀴의 뒤쪽에 결합되도록 구성된다. 귓바퀴는 사용자의 머리 밖으로 돌출되는 바깥쪽 귀의 일부다. 연골 전도 변환기는 컨트롤러(130)로부터 오디오 명령들을 수신하고, 이 오디오 명령들에 따라 사용자의 귀 입구에서 공기 전달 음향 압력파를 생성하도록 귓바퀴를 진동시킨다.

일부 실시예들에서, 변환기 어셈블리(120)는 사용자의 귀에서 공기 전달 음향 압력파를 생성함으로써 소리를 생성하는 공기 전도 변환기를 포함한다. 일 실시예에서, 공기 전도 변환기는 프레임(105)의 끝 부분(end piece)에 결합되고, 사용자의 귀 입구 앞에 배치된다. 공기 전도 변환기는 컨트롤러(130)로부터 오디오 명령들을 수신한다.

일부 실시예들에서, 변환기 어셈블리(120)는 사용자의 머리에서 뼈를 진동시킴으로써 소리를 생성하는 골전도 변환기를 포함한다. 일 실시예에서, 골전도 변환기는 프레임(105)의 끝 부분에 결합되며, 귓바퀴 뒤쪽에 있도록 그리고 사용자의 뼈의 일부에 결합되도록 구성된다. 골전도 변환기는 컨트롤러(130)로부터 오디오 명령들을 수신하고, 이 오디오 명령들에 따라 사용자의 뼈의 일부를 진동시킨다. 상기 뼈 진동은 사용자의 달팽이관 쪽으로 전파되는(그에 따라, 고막을 우회하는) 조직 전달 음향 압력파(tissue borne acoustic pressure wave)를 생성한다.

광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 사용자의 귀 입구에서 음향 압력파를 검출한다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 프레임(105)의 끝 부분에 결합된다. 도 1에 도시된 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 사용자의 귀 입구에 위치되는 광섬유와 같은 광학 감지 경로를 포함한다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 또한 프레임(105)에 결합되거나 내부에 수용되는 레이저 및 검출기 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 레이저 및/또는 검출기 어셈블리는 컨트롤러(130)에서 또는 그 가까이에서 프레임(105)에 수용될 수 있거나, 또는 광학 감지 경로가 결합되는 프레임(105)의 끝 부분에 수용될 수 있다. 레이저는 광학 감지 경로로 광을 방출하도록 구성되고, 검출기 어셈블리는 광학 감지 경로를 통해 이동한 광을 검출하도록 구성된다. 검출기는 검출된 광의 광학 경로 길이에 기초하여 사용자 귀 부근의 음향 압력파를 측정한다.

도 1에 도시된 실시예에서, 광섬유는 광학 마이크로폰 어셈블리(125)가 사용자의 귀 입구에서 음향 압력파를 직접 측정하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 광섬유는 사용자의 귀 부근의 다른 위치에 위치한다. 또 다른 실시예들에서, 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 사용자의 귓바퀴 뒤쪽에 결합되도록 구성되는 가요성 멤브레인에 결합된 광섬유를 포함하고, 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 귀 입구에서 음향 압력파를 간접적으로 측정한다. 예를 들어, 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 귀 입구에서 음향 압력파들의 반사인 진동을 측정할 수 있고 및/또는 귀 입구에서 음향 압력파들을 추정하는 데 사용될 수 있는 사용자 귀의 귓바퀴 상에서 변환기 어셈블리(120)에 의해 생성된 진동을 측정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 광섬유를 갖는 가요성 멤브레인은 사용자의 머리 또는 다른 조직의 뼈에 결합된다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)에 관한 추가적인 세부 사항은 도 3의 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다.

컨트롤러(130)는 변환기 어셈블리(120)에 오디오 명령들을 제공하고, 생성된 소리와 관련하여 광학 마이크로폰 어셈블리(125)로부터 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 오디오 명령들을 업데이트한다. 오디오 명령들은 컨트롤러(130)에 의해 생성될 수 있다. 컨트롤러(130)는 사용자에게 제시하기 위해 콘솔로부터 오디오 콘텐트(예를 들어, 음악, 교정 신호(calibration signal))를 수신하고, 수신된 오디오 콘텐트에 기초하여 오디오 명령들을 발생시킬 수 있다. 오디오 명령들은 진동을 생성하는 방법을 변환기 어셈블리(120) 또는 변환기 어셈블리(120)의 각 변환기에 지시한다. 예를 들어, 오디오 명령들은 콘텐트 신호(예를 들어, 제공될 오디오 콘텐트에 기초한 타겟 파형), 제어 신호(예를 들어, 변환기 어셈블리들을 활성화 또는 비활성화하기 위한), 및 이득 신호(예를 들어, 타겟 파형의 진폭을 증가 또는 감소시킴으로써 콘텐트 신호를 스케일링하기 위해)를 포함할 수 있다. 복수의 변환기들이 변환기 어셈블리(120)에 포함되는 경우, 컨트롤러(130)는 서로 다른 변환기들에 대해 서로 다른 오디오 명령들을 맞춘다. 예를 들어, 골전도 변환기에 의해 생성된 음향 압력파는 일반적으로 연골 또는 공기 전도 변환기에 의해 생성된 음향 압력파보다 크기가 작다. 또한, 서로 다른 변환기들의 주파수 응답들이 서로 다를 수 있으므로, 컨트롤러(130)는 그들 주파수 응답들에 기초하여 각각의 변환기에 대한 명령들을 조정한다.

컨트롤러(130)는 또한 사용자의 귀에서 생성된 소리를 설명하는 정보를 광학 마이크로폰 어셈블리(125)로부터 수신한다. 컨트롤러(130)는 생성된 소리를 타겟 소리(예를 들어, 오디오 콘텐트)와 비교하기 위해 수신된 정보를 피드백으로 사용하고, 생성된 소리를 타겟 소리에 더 가깝게 만들기 위해 오디오 명령들을 업데이트한다. 예를 들어, 컨트롤러(130)는 연골 전도 변환기 어셈블리에 대한 오디오 명령들을 업데이트하여 타겟 소리에 더 가까워지도록 사용자 귀의 귓바퀴의 진동를 조정한다. 컨트롤러(130)는 아이웨어 디바이스(100)의 프레임(105)에 내장된다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(130)는 상이한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(130)는 예를 들어, 변환기 어셈블리(120) 또는 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 일부이거나, 아이웨어 디바이스(100)의 외부에 위치할 수 있다. 컨트롤러(130) 및 오디오 시스템의 다른 구성요소들에 대한 컨트롤러(130)의 동작에 관한 추가적인 세부 사항은 도 3 및 도 4의 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다.

오디오 시스템

도 2a는 하나 이상의 실시예에 따른 아이웨어 디바이스(예를 들어, 아이웨어 디바이스(100))의 구성요소로서 광섬유 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템의 일부의 프로파일 뷰(200)이다. 이 실시예에서, 변환기 어셈블리(120)는 연골 전도 변환기(220), 공기 전도 변환기(225), 및 골전도 변환기(230)를 포함한다. 광학 감지 경로(235)는 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 구성요소이다. 광학 감지 경로(235)는 연골 전도 변환기(220), 공기 전도 변환기(225), 또는 골전도 변환기(230) 중 하나 이상에 의해 생성된 오디오 압력파를 검출한다.

도 2a에 도시된 실시예에서, 광학 감지 경로(235)는 광섬유이며, 이를 통해 광이 사용자의 귀(210) 입구 가까이의 음압(acoustic pressure)을 검출하도록 이동한다. 광섬유를 통과하는 광은 프레임(105)에 내장된 레이저에 의해 투과되는 감지 빔일 수 있다. 감지 빔은 프레임(105)으로부터 멀어지는 방향으로 광섬유를 통해 이동한다. 감지 빔은 광섬유의 단부에서 반사되어, 프레임(105)에 역시 수용되는 검출기 쪽으로 광섬유를 통해 다시 이동한다. 예를 들어, 광학 감지 경로(235)는 귀(210) 입구 가까이의 단부에 패브리 페롯 간섭계(Fabry-Perot interferometer)를 포함할 수 있다. 패브리 페롯 간섭계는 서로를 향하고 있는 하프 미러(half mirror)와 풀 미러(full mirror)를 포함하여, 감지 빔은 이들 두 미러들 사이를 앞뒤로 통과한다. 미러들은 공기 또는 다른 매체에 의해 분리될 수 있다. 음향 압력파들은 두 미러들 사이를 통과할 때 감지 빔을 변조한다. 다른 실시예들에서, 다른 유형들의 간섭계 구성들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광은 광섬유를 통해 단일 방향으로 이동하고, 광학 감지 경로(235)는 순방향 및 복귀 경로 모두를 포함한다(즉, 광학 감지 경로(235)는 루프를 형성한다). 변환기들(220, 225, 또는 230) 중 하나 이상에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 생성된 음향 압력파는 감지 빔이 광섬유를 통해 이동함에 따라 감지 빔과 상호 작용하여(예를 들어, 광섬유의 단부에 패브리 페롯 간섭계 내에서), 음향 압력파가 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하게 한다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 광섬유를 통해 이동한 감지 빔의 광학 경로 길이를 결정하고, 감지 빔의 검출된 광학 경로 길이에 기초하여 음향 압력파를 측정한다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 구성요소들은 도 4와 관련하여 더 자세히 설명된다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 광학 감지 경로(235)는 오디오 시스템의 하우징인 프레임(105)에 매달려있는 광섬유이다. 이 경우, 광학 감지 경로(235)는 프레임(105)으로부터 귀(210)의 입구 쪽으로 직접 연장된다. 광학 감지 경로(235)는 변환기들(220, 225 또는 230)에 의해 생성된 공기 전달 음파(airborne acoustic waves)들을 측정한다. 예를 들어, 광학 감지 경로(235)는 공기 전도 변환기(225)에 의해 직접적으로 생성되고 귀(210) 부근의 공기를 통해 전도되는 공기 전달 압력파를 측정한다. 광학 감지 경로(235)는 연골 전도 변환기(220) 또는 골전도 변환기(230)에 의해 간접적으로 생성되는 공기 전달 압력파, 즉 조직 전달 압력파로부터 생성되는 공기 전달 압력파를 측정한다. 광섬유의 길이는 도 2a에 그려진 것보다 길거나 짧을 수 있다. 더 긴 광섬유는 광학 마이크로폰의 감도를 증가시킬 수 있으며, 더 짧은 광섬유는 사용자에게 덜 산만해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 감지 경로(235)는 프레임(105)으로부터 연장되는 강성 구성요소(rigid component) 및 강성 구성요소로부터 연장되고 귀(210)의 입구 가까이에에 위치된 가요성 광섬유를 포함한다. 일 실시예에서, 오디오 시스템의 하우징에 매달린 광학 감지 경로(235)는 사용자의 조직에 결합되도록 구성된다.

연골 전도 변환기(220)는 사용자 귀(210)의 귓바퀴 뒤쪽의 부분에 결합된다. 연골 전도 변환기(220)는 (예를 들어, 컨트롤러로부터의) 오디오 명령들에 기초하여 귀(210)의 입구에서 공기 전달 음향 압력파들의 제 1 범위를 생성하기 위해 제 1 주파수 범위에서 사용자 귀(210)의 귓바퀴의 뒤쪽(back)을 진동시킨다. 공기 전도 변환기(225)는 귀의 입구에서 공기 전달 음향 압력파들의 제 2 범위를 생성하기 위해 제 2 주파수 범위에 걸쳐 진동하는 스피커(예를 들어, 음성 코일 변환기)이다. 제 1 및 제 2 주파수 범위들은 상이할 수 있거나 일부 중첩될 수 있다. 공기 전달 음향 압력파들의 제 1 범위 및 공기 전달 음향 압력파들의 제 2 범위는 귀(210)의 입구로부터 고막이 위치하는 외이도(215) 아래로 이동한다. 고막은 사용자의 달팽이관(도 2에 도시되지 않음)에 의해 소리로 감지되는 공기 전달 음향 압력파들의 변동들로 인해 진동한다. 광학 감지 경로(235) 및 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 다른 구성요소들은 연골 전도 변환기(220) 및 공기 전도 변환기(225)에 의해 생성된 음향 압력파를 검출하기 위해 사용자의 귀(210) 입구에 위치된다.

골전도 변환기(230)는 사용자의 귀(210) 뒤에 있는 사용자의 뼈의 일부에 결합된다. 골전도 변환기(230)는 제 3 주파수 범위에 걸쳐 진동한다. 골전도 변환기(230)는 결합되는 뼈의 일부를 진동시킨다. 상기 뼈의 일부는 그 진동을 전달하여 달팽이관에서 조직 전달 음향 압력파들의 제 3 범위를 생성시키고 이는 사용자에 의해 소리로 인식된다. 골전도 변환기(230)에 의해 생성된 내이(inner ear) 내의 진동은 사용자의 귀 외부에서 약한 공기 전달 음향 압력파를 야기한다. 광학 감지 경로(235) 및 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 다른 구성요소들은 골전도 변환기(230)에 의해 생성된 공기 전달 음향 압력파들을 검출하도록 구성된다.

특히, 골전도 변환기(230)는 사용자의 뼈(예를 들어, 유양 돌기(mastoid))를 통해 달팽이관을 포함하는 내이로 이동하는 조직 전달 압력파들을 생성한다. 조직 전달 압력파가 내이에 도달하면, 내이 내의 파동들이 내부로부터 고막을 진동시켜, 사용자의 고막 외부에 약한 공기 전달 압력파들을 생성한다. 예를 들어, 사용자 귀 외부의 공기 전달 압력파들은 나노미터 또는 피코미터 정도의 입자 변위들을 초래할 수 있다. 이러한 공기 전달 압력파들은 너무 약해서 일반적인 바이노럴 마이크로폰 또는 마이크로폰 어레이들에 의해 검출될 수 없다. 그러나, 광학 감지 경로(235)는 나노미터 또는 피코미터 정도의 입자 변위들을 검출하기에 충분히 민감하므로, 골전도 변환기(230)에 의해 생성된 음향 압력파를 검출할 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 오디오 시스템의 일부는 하나의 연골 전도 변환기(220), 하나의 공기 전도 변환기(225), 하나의 골전도 변환기(230), 및 사용자의 한쪽 귀(210)를 위한 오디오 콘텐트를 생성하고 검출하도록 구성된 하나의 광학 감지 경로(235)를 도시하지만, 다른 실시예들은 사용자의 다른 귀를 위한 오디오 콘텐트를 생성하기 위한 동일한 셋업을 포함한다. 오디오 시스템의 다른 실시예들은 하나 이상의 연골 전도 변환기들, 하나 이상의 공기 전도 변환기들, 및 하나 이상의 골전도 변환기들의 임의의 조합을 포함한다. 오디오 시스템의 예들은 연골 전도와 골전도의 조합, 공기 전도와 골전도의 또 다른 조합, 공기 전도와 연골 전도의 또 다른 조합 등을 포함한다.

도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따라 아이웨어 디바이스(예를 들어, 아이웨어 디바이스(100))의 구성요소로서 가요성 멤브레인을 갖는 광학 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템의 일부의 프로파일 뷰(250)이다. 변환기 어셈블리(120)는 도 2a와 관련하여 설명된 연골 전도 변환기(220), 공기 전도 변환기(225), 및 골전도 변환기(230)와 유사한, 연골 전도 변환기(270), 공기 전도 변환기(275), 및 골전도 변환기(280)를 포함한다. 광학 감지 경로(285)는 광학 마이크로폰 어셈블리(125)의 대안적인 실시예의 구성요소이다. 광학 감지 경로(285)는 연골 전도 변환기(270), 공기 전도 변환기(275), 또는 골전도 변환기(280) 중 하나 이상에 의해 생성된 공기 전달 오디오 압력파를 검출한다.

도 2b에 도시된 실시예에서, 광학 감지 경로(285)는 멤브레인(290)이 결합되는 광섬유(295)를 포함한다. 멤브레인(290)은 가요성(flexible)이고, 광섬유(295)는 멤브레인(290)이 움직일 때(예를 들어, 음향 압력파에 응답하여) 광학 감지 경로(285)의 길이가 변화하는 방식으로 멤브레인(290)에 부착된다. 광섬유(295)는 단단하여, 광학 경로 길이의 변화는 광섬유(295)의 움직임이 아닌 멤브레인(290)의 움직임에 의해 발생된다. 멤브레인(290)과 광섬유(295)는 프레임(105)에 연결되고, 외이도(265) 부근에 위치한다. 도 2a의 광섬유와 마찬가지로, 프레임(105)에 수용되는 레이저에 의해 방출된 감지 빔은 광섬유(295)를 통과하여 이동한다. 감지 빔은 멤브레인(290)에 의해 반사되고, 광섬유(295)를 통해 검출기 쪽으로 다시 이동한다. 광섬유(295)에 의해 출력된 감지 빔은 검출기 쪽으로 향한다.

변환기들(270, 275, 또는 280) 중 하나 이상에 의해 생성된 음향 압력파는 감지 빔이 광섬유를 통해 이동함에 따라 감지 빔과 상호 작용하여, 음향 압력파가 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하게 한다. 특히, 멤브레인(290)은 검출된 음향 압력파와 함께 움직이고, 멤브레인(290)의 움직임은 광섬유(295)의 광학 경로 길이를 변화시킨다. 예를 들어, 음향 압력파가 프레임(105)의 방향으로 멤브레인(290)을 밀 때, 멤브레인 포지션(290)의 중립 포지션(neutral position)에 비해 광학 경로 길이가 짧아진다. 광학 마이크로폰 어셈블리(125)는 광섬유(295)를 통해 이동한 감지 빔의 광학 경로 길이를 결정하고, 감지 빔의 검출된 광학 경로 길이에 기초하여 음향 압력파를 측정한다. 예를 들어, 멤브레인(290)은 음향 압력파로 진동할 수 있으며, 광학 경로 길이의 변화량에 의해 측정된 진동의 검출된 진폭은 검출된 음양 압력파의 진폭과 상관될 수 있다. 결합된 광섬유(295)는 나노미터 또는 심지어 피코미터 정도의 음향 압력파에 민감하여, 골전도 변환기(280)에 의해 생성된 압력파의 검출 및 낮은 볼륨에서의 검출을 허용한다.

도 2b에서 광학 감지 경로(285)의 멤브레인(290)은 귀(260)의 입구 가까이에 위치하지만, 다른 실시예들에서 광학 감지 경로(285) 및/또는 멤브레인(290)은 상이한 포지션에 위치한다. 예를 들어, 광섬유(295) 및 부착된 멤브레인(290)은 도 2b에 도시된 바와 같이 프레임(105)으로부터 사용자의 귀 입구 쪽으로 연장되는 광섬유(295)가 아니라 프레임(105) 상에 직접 장착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 멤브레인(290) 및 결합된 광섬유(295)는 사용자 머리의 조직에 결합된다. 예를 들어, 멤브레인(290)은 귀(260)의 귓바퀴 또는 사용자 머리의 뼈에 결합된다. 멤브레인(290)을 사용자 머리의 뼈에 결합하는 것은 골전도 변환기(280)에 의해 생성된 음향 압력파의 검출을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 예에서, 멤브레인(290)은 조직 전달 압력파로부터 발생하는 공기 전달 압력파가 아니라 조직 전달 압력파를 측정한다. 일부 실시예들에서, 오디오 시스템은 다중 광학 감지 경로들, 예를 들어 공기 전달 음향 압력파를 검출하기 위한 외이도 가까이의 하나의 광학 감지 경로 및 조직 전달 음향 압력파를 검출하기 위한 조직에 결합된 제 2 광학 감지 경로를 포함한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 광학 감지 경로(285)는 오디오 시스템(예를 들어, 프레임(105))의 하우징에 매달린 광섬유(295)를 갖는다. 일 실시예에서, 광학 감지 경로(285)(예를 들어, 멤브레인(290))는 사용자의 조직(tissue)에 결합되도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광학 감지 경로(285)의 단부(예를 들어, 멤브레인(290))는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구(예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이 외이도(265) 입구)에 위치하도록 구성된다.

도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템(300)의 블록도다. 도 1의 오디오 시스템은 오디오 시스템(300)의 실시예다. 오디오 시스템(300)은 하나 이상의 변환기들(310), 음향 어셈블리(320), 및 컨트롤러(330)를 포함한다. 일 실시예에서, 오디오 시스템(300)은 입력 인터페이스를 더 포함한다. 다른 실시예들에서, 오디오 시스템(300)은 임의의 추가 구성요소들과 함께 나열된 구성요소들의 임의의 조합을 가질 수 있다. 마찬가지로, 기능들은 여기에 설명된 것과는 상이한 방식으로 구성요소 사이에서 분산될 수 있다.

변환기들(310)은 하나 이상의 실시예들에 따라, 하나 이상의 연골 전도 변환기들, 하나 이상의 공기 전도 변환기들, 및 하나 이상의 골전도 변환기들의 임의의 조합을 포함한다. 어셈블리들(310)은 전체 주파수 범위에 걸쳐 사용자에게 소리를 제공한다. 예를 들어, 총 주파수 범위는 20Hz 내지 20kHz이며, 일반적으로 인간 청력의 평균 범위다. 변환기들(310) 각각은 다양한 주파수 범위들에 걸쳐 진동하도록 구성된다 일 실시예에서, 변환기들(310) 각각은전체 주파수 범위에 걸쳐 동작한다. 다른 실시예들에서, 각각의 변환기는 전체 주파수 범위 중 부분 범위(subrange)에서 동작한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 변환기들이 제 1 부분 범위에서 동작하고, 하나 이상의 변환기들이 제 2 부분 범위에서 동작한다. 예를 들어, 제 1 변환기는 낮은 부분 범위(예를 들어, 20Hz 내지 500Hz)에서 동작하도록 구성되고, 제 2 변환기는 중간 부분 범위(예를 들어, 500Hz 내지 8kHz)에서 동작하도록 구성되고, 제 3 변환기는 높은 부분 범위(예를 들어, 8kHz 내지 20kHz)에서 동작하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 변환기들(310)에 대한 부분 범위들은 하나 이상의 다른 부분 범위들과 부분적으로 중첩된다.

일부 실시예들에서, 변환기들(310)은 연골 전도 변환기를 포함한다. 연골 전도 변환기는 오디오 명령들(예를 들어, 컨트롤러(330)로부터 수신됨)에 따라 사용자 귀의 연골을 진동시키도록 구성된다. 연골 전도 변환기는 사용자 귀의 귓바퀴의 뒤쪽의 일부에 결합된다. 연골 전도 변환기는 귓바퀴가 오디오 명령들에 따라 음향 압력파들을 생성하도록 제 1 주파수 범위에 걸쳐 귓바퀴를 진동시키는 적어도 하나의 변환기를 포함한다. 제 1 주파수 범위에 걸쳐, 연골 전도 변환기는 생성된 음향 압력파들의 진폭에 영향을 주기 위해 진동의 진폭을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 연골 전도 변환기는 500Hz 내지 8kHz의 제 1 주파수의 부분 범위에 걸쳐 귓바퀴를 진동시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 연골 전도 변환기는 사용자 귀의 뒤쪽과 양호한 표면 접촉을 유지하고, 사용자의 귀에 일정한 양의 적용 힘(예를 들어, 1 뉴턴)을 유지한다. 양호한 표면 접촉은 변환기들로부터 사용자의 연골로 진동을 최대한 전달한다.

일 실시예에서, 변환기는 단일 압전 변환기이다. 압전 변환기는 +/- 100V 정도의 전압 범위를 사용하여 최대 20kHz의 주파수를 생성할 수 있다. 전압 범위는 더 낮은 전압(예를 들어, +/- 10V)도 포함할 수 있다. 압전 변환기는 적층된 압전 액추에이터(stacked piezoelectric actuator)일 수 있다. 적층된 압전 액추에이터는 적층된(예를 들어, 기계적으로 직렬로 연결된) 여러 압전 소자들을 포함한다. 적층된 압전 액추에이터는 적층된 압전 액추에이터의 움직임이 적층에서의(in the stack) 소자들의 수와 단일 압전 소자의 움직임의 곱이 될 수 있기 때문에 더 낮은 전압 범위를 가질 수 있다. 압전 변환기는 전기장이 존재할 때 변형(strain)(예를 들어, 재료의 변형(deformation))을 발생시킬 수 있는 압전 재료로 만들어진다. 압전 재료는 폴리머(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)), 폴리머 기반 복합재, 세라믹, 또는 결정(예를 들어, 석영(이산화 규소 또는 SiO2), PZT(lead zirconate-titanate))일 수 있다. 분극 재료인 폴리머에 전기장이나 전압을 인가함으로써, 폴리머는 분극이 변하고 인가되는 전기장의 극성과 크기에 따라 압축되거나 팽창할 수 있다. 압전 변환기는 사용자의 귀에 잘 부착되는 재료(예를 들어, 실리콘)에 결합될 수 있다.

다른 실시예에서, 변환기는 가동 코일 변환기(moving coil transducer)이다. 일반적인 가동 코일 변환기는 와이어 코일과 영구 자석을 포함하여 영구 자기장을 생성한다. 와이어가 영구 자기장에 놓여 있는 동안 와이어에 전류를 인가하면, 코일을 영구 자석 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 움직이게 할 수 있는 전류의 진폭 및 극성에 기초하여 코일 상에 힘이 생성된다. 가동 코일 변환기는 더 단단한 재료로 만들어 질 수 있다. 가동 코일 변환기는 또한 사용자의 귀에 잘 부착되는 재료(예를 들어, 실리콘)에 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 변환기들(310)은 공기 전도 변환기를 포함한다. 공기 전도 변환기는 오디오 명령들(예를 들어, 컨트롤러(330)로부터 수신됨)에 따라 사용자의 귀 입구에서 음향 압력파들을 생성하기 위해 진동하도록 구성된다. 공기 전도 변환기는 사용자 귀의 입구 앞쪽에 있다. 최적으로, 공기 전도 변환기는 방해받지 않고 귀 입구에서 직접적으로 음향 압력파들을 생성할 수 있다. 공기 전도 변환기는 오디오 명령들에 따라 음향 압력파를 일으키도록 제 2 주파수 범위에 걸쳐 진동하는 적어도 하나의 변환기(연골 전도 변환기와 관련하여 설명된 변환기와 실질적으로 유사함)를 포함한다. 제 2 주파수 범위에 걸쳐, 공기 전도 변환기는 생성되는 음향 압력파들의 진폭에 영향을 주기 위해 진동의 진폭을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 공기 전도 변환기는 8kHz 내지 20kHz(또는 사람들이 들을 수 있는 더 높은 주파수)의 제 2 주파수의 부분 범위에서 진동하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 변환기들(310)은 골전도 변환기를 포함한다. 골전도 변환기는 오디오 명령들(예를 들어, 컨트롤러(330)로부터 수신됨)에 따라 달팽이관에 의해 직접적으로 검출되게 하기 위해 사용자의 뼈를 진동시키도록 구성된다. 골전도 변환기는 사용자의 뼈의 일부에 결합될 수 있다. 일 구현에서, 골전도 변환기는 사용자의 귀 뒤쪽에서 사용자의 두개골에 결합된다. 다른 구현에서, 골전도 변환기사용자의 턱에 결합된다. 골전도 변환기는 오디오 명령들에 따라 제 3 주파수 범위에 걸쳐 진동하도록 적어도 하나의 변환기(연골 전도 변환기와 관련하여 설명된 변환기와 실질적으로 유사함)를 포함한다. 제 3 주파수 범위에 걸쳐, 골전도 변환기는 진동의 진폭을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 골전도 변환기 어셈블리는 100Hz(또는, 사람이 들을 수 있는 더 낮은 주파수) 내지 500Hz의 제 3 주파수의 부분 범위에 걸쳐 진동하도록 구성된다.

마이크로폰 어셈블리(320)는 사용자의 귀 입구에서 음향 압력파들을 검출한다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 도 2a 및 2b와 관련하여 설명된 광학 감지 경로들 중 하나와 같은 광학 감지 경로를 포함하는 광학 마이크로폰이다. 하나 이상의 광학 마이크로폰은 사용자의 각각의 귀 입구에 위치할 수 있다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 사용자의 귀 입구에 형성된 공기 전달 음향 압력파들을 검출하도록 구성된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마이크로폰 어셈블리(320)는 사용자의 귀 입구에 형성된 공기 전달 음향 압력파를 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 마이크로폰 어셈블리(320)는 생성된 소리에 관한 정보를 컨트롤러(330)에 제공한다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 검출된 음향 압력파들의 피드백 정보를 컨트롤러(330)로 전송한다. 마이크로폰 어셈블리(320)의 예는 도 4와 관련하여 더 자세히 설명된다.

컨트롤러(330)는 오디오 시스템(300)의 구성요소들을 제어한다. 컨트롤러(330)는 마이크로폰 어셈블리(320)로부터의 피드백에 기초하여 진동을 어떻게 생성할지를 변환기들(310)에 지시하는 오디오 명령들을 생성한다. 예를 들어, 오디오 명령들은 콘텐트 신호(예를 들어, 진동을 생성하기 위해 변환기들(310) 중 어느 하나에 인가되는 신호), 변환기들(310) 중 임의의 것을 활성화 또는 비활성화하기 위한 제어 신호, 및 콘텐트 신호를 스케일링하기 위한 이득 신호(예를 들어, 변환기들(310) 중 임의의 것에 의해 생성된 진동들의 진폭을 증가 또는 감소)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(330)는 오디오 명령들을 상이한 변환기들(310)에 대한 오디오 명령들의 상이한 세트들로 세분화한다. 오디오 명령들의 세트는 특정 변환기를 제어한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(330)는 각각의 변환기에 대한 주파수 범위에 기초하여, 사용자로부터(예를 들어, 입력 인터페이스를 통해) 수신된 오디오 소스 옵션의 선택에 기초하여, 또는 각각의 변환기에 대한 주파수 범위와 수신된 오디오 소스 옵션의 선택 모두에 기초하여 각각의 변환기에 대한 오디오 명령들을 세분화한다.

예를 들어, 오디오 시스템(300)은 연골 전도 변환기, 공기 전도 변환기, 및 골전도 변환기를 포함할 수 있다. 이 예에 따라, 컨트롤러(330)는 연골 전도 변환기에 대해 중간 주파수 범위에 걸쳐 진동을 지시하기 위한 제 1 세트의 오디오 명령들을 지정할 수 있고, 공기 전도 변환기에 대해 높은 주파수 범위에 걸쳐 진동을 지시하기 위한 제 2 세트의 오디오 명령들을 지정할 수 있고, 골전도 변환기에 대해 낮은 주파수 범위에 걸쳐 진동을 지시하기 위한 제 3 세트의 오디오 명령들을 지정할 수 있다. 추가 실시예들에서, 오디오 명령들의 세트들은 변환기들(310)에 지시하여 한 변환기의 주파수 범위가 다른 변환기의 주파수 범위와 부분적으로 중첩하도록 한다.

컨트롤러(330)는 오디오 콘텐트의 부분들 및 주파수 응답 모델에 기초하여 오디오 명령들의 콘텐트 신호를 생성한다. 제공되는 오디오 콘텐트는 인간 청력의 전체 범위에 걸친 소리를 포함할 수 있다. 컨트롤러(330)는 오디오 콘텐트 취하고, 변환기들(310)의 각각에 의해 의해 제공될 오디오 콘텐트의 부분들을 결정한다. 일 실시예에서, 컨트롤러(330)는 그 변환기의 동작 가능한 주파수 범위에 기초하여 각각의 변환기에 대한 오디오 콘텐트의 부분들을 결정한다. 예를 들어, 컨트롤러(330)는 골전도 변환기에 대한 동작 범위일 수 있는 100Hz 내지 300Hz 범위 내의 오디오 콘텐트의 일부를 결정한다. 콘텐트 신호는 변환기들(310) 각각의 진동을 위한 타겟 파형을 포함할 수 있다. 주파수 응답 모델은 특정 주파수들에서 입력들에 대한 오디오 시스템(300)의 응답을 기술하고, 입력에 기초하여 출력이 진폭 및 위상에서 어떻게 시프트되는지를 나타낼 수 있다. 주파수 응답 모델로, 컨트롤러(330)는 시프트된 출력을 고려하기 위해 콘텐트 신호를 조정할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(330)는 오디오 콘텐트(예를 들어, 타겟 출력) 및 주파수 응답 모델(예를 들어, 입력과 출력의 관계)을 사용하여 오디오 명령들의 콘텐트 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(330)는 주파수 응답의 역(inverse of the frequency response)을 오디오 콘텐트에 적용함으로써 오디오 명령들의 콘텐트 신호를 생성할 수 있다.

컨트롤러(330)는 마이크로폰 어셈블리(320)로부터 피드백을 수신한다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 변환기들(310) 중 하나 이상에 의해 생성된 검출된 음향 압력파에 대한 정보를 제공한다. 컨트롤러(330)는 검출된 음향 압력파들을 사용자에게 제공될 오디오 콘텐트에 기초하는 타겟 파형과 비교할 수 있다. 그리고 컨트롤러(330)는 검출된 음향 압력파들이 타겟 파형과 일치하도록 검출된 음향 압력파들에 적용하기 위해 역함수를 계산할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(330)는 각각의 사용자에 특정한 계산된 역함수를 사용하여 오디오 시스템의 주파수 응답 모델을 업데이트할 수 있다. 주파수 모델의 조정은 사용자가 오디오 콘텐트를 듣는 동안 수행될 수 있다. 주파수 모델의 조정은 또한 사용자를 위한 오디오 시스템(300)의 교정(calibration) 동안 진행될 수 있다. 그리고 컨트롤러(330)는 조정된 주파수 응답 모델을 사용하여 업데이트된 오디오 명령들을 생성할 수 있다. 마이크로폰 어셈블리(320)로부터의 피드백에 기초하여 오디오 명령들을 업데이트함으로써, 컨트롤러(330)는 오디오 시스템(300)의 다양한 사용자들 모두에 대해 유사한 오디오 경험을 더 잘 제공할 수 있다.

연골 전도 변환기, 공기 전도 변환기, 및 골전도 변환기의 임의의 조합을 갖는 오디오 시스템(300)의 일부 실시예들에서, 컨트롤러(330)는 변환기들(310)의 각각에 대한 다양한 동작 변화들에 영향을 주도록 오디오 명령들을 업데이트한다. 사용자의 각각의 귓바퀴가 상이하기 때문에(예를 들어, 모양 및 크기), 주파수 응답 모델은 사용자마다 다르게 될 것이다. 마이크로폰 어셈블리(320)에 의해 캡처된 오디오 피드백에 기초하여 각각의 사용자에 대한 주파수 응답 모델을 조정함으로써, 오디오 시스템은 사용자에 관계없이 생성되는 소리에 대한 동일한 유형(예를 들어, 중립적 청취)을 유지할 수 있다. 중립적 청취는 다양한 사용자들에 걸쳐 유사한 청취 경험을 갖는 것이다. 다시 말해서, 청취 경험은 사용자에게 공평하거나 중립적이다(예를 들어, 사용자에 따라 변화하지 않음).

다른 실시예에서, 오디오 시스템은 조정된 주파수 응답 모델을 생성하기 위해 평탄한 스펙트럼 광대역 신호(flat spectrum broadband signal)를 사용한다. 예를 들어, 컨트롤러(330)는 평탄한 스펙트럼 광대역 신호에 기초하여 변환기들(310)에 오디오 명령들을 제공한다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 사용자의 귀 입구에서 음향 압력파들을 검출한다. 컨트롤러(330)는 검출된 음향 압력파들을 평탄한 스펙트럼 광대역 신호에 기초하는 타겟 파형과 비교하고, 이에 따라 오디오 시스템의 주파수 모델을 조정한다. 이 실시예에서, 특정 사용자에 대한 오디오 시스템의 교정을 수행하는 동안 평탄한 스펙트럼 광대역 신호가 사용될 수 있다. 따라서, 오디오 시스템은 오디오 시스템을 지속적으로 모니터링하는 대신 사용자에 대한 초기 교정을 수행할 수 있다. 이 실시예에서, 마이크로폰 어셈블리(320)는 사용자의 교정을 위해 오디오 시스템(300)에 일시적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 교정 후, 광학 감지 경로(235 또는 285)는 사용자의 편안함을 향상시키기 위해 아이웨어 디바이스로부터 제거될 수 있다.

일부 실시예들에서, 컨트롤러(330)는 오디오 시스템(300)의 교정을 관리한다. 컨트롤러(330)는 변환기들(310) 각각에 대한 교정 명령들을 생성한다. 교정 명령들은 타겟 파형에 대응하는 음향 압력파를 생성하도록 하나 이상의 변환기들에 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 음향 압력파는 예를 들어 톤 또는 톤들의 세트(a tone or a set of tones)에 대응할 수 있다. 다른 실시예들에서, 음향 압력파는 사용자에게 제공되는 오디오 콘텐트(예를 들어, 음악)에 대응할 수 있다. 컨트롤러(330)는 한 번에 하나씩 또는 한 번에 여러 개로 교정 명령들을 변환기들(310)로 전송할 수 있다. 변환기가 교정 콘텐트를 수신함에 따라, 변환기는 교정 명령들에 따라 음향 압력파를 생성한다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 음향 압력파들을 검출하고, 검출된 음향 압력파들을 컨트롤러(330)로 전송한다. 컨트롤러(330)는 검출된 음향 압력파들을 타겟 파형과 비교한다. 그리고 컨트롤러(330)는 변환기들(310)이 타겟 파형에 더 가까운 음향 압력파를 방출하도록 교정 명령들을 수정할 수 있다. 컨트롤러(330)는 타겟 파형과 검출된 음향 압력파들 사이의 차이가 어떤 임계 값 내에 있을 때까지 이러한 프로세스를 반복할 수 있다. 각각의 변환기가 개별적으로 교정되는 일 실시예에서, 컨트롤러(330)는 변환기로 전송된 교정 콘텐트를 음향 어셈블리(320)에 의해 검출된 음향 압력파들과 비교한다. 컨트롤러(330)는 그 변환기 어셈블리에 대한 교정에 기초하여 주파수 응답 모델을 생성할 수 있다. 사용자의 교정 완료에 응답하여, 마이크로폰 어셈블리(320)는 오디오 시스템(300)으로부터 분리될 수 있다. 마이크로폰 어셈블리(320)를 제거하는 이점은, 오디오 시스템(300)을 착용하기 더 쉽게 하고, 오디오 시스템(300) 및 오디오 시스템(300)이 구성요소가 되는 잠재적으로 아이웨어 디바이스(예를 들어, 아이웨어 디바이스(100), 아이웨어 디바이스(200), 또는 아이웨어 디바이스(250))의 부피와 무게를 줄이고, 오디오 시스템(300)의 전력 소모를 감소시키는 것을 포함한다.

도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템의 마이크로폰 어셈블리(320)의 블록도다. 도 4에 도시된 마이크로폰 어셈블리(320)는, 광 빔을 생성하기 위한 레이저(410), 빔을 기준 빔과 감지 빔으로 분할하기 위한 빔 스플리터(420), 감지 빔이 통과하는 광학 센서(430), 기준 빔이 통과하는 기준 빔 변조기(440), 및 감지 빔과 기준 빔에 기초하여 감지된 음향 압력파를 측정하기 위한 검출기 어셈블리(450)를 포함하는 광학 마하 젠더 간섭계(optical Mach-Zehnder interferometer)이다.

레이저(410)는 광 빔을 방출한다. 레이저(410)는 레이저 다이오드와 같은 임의의 간섭성 광원일 수 있다. 레이저(410)는 빔 스플리터(420)에 결합된다. 빔 스플리터(420)는 레이저(410)에 의해 방출된 광 빔을 제 1 광 빔 및 제 2 광 빔으로 분리하도록 구성된 디바이스이다. 예를 들어, 빔 스플리터(420)는 하프-실버 미러(half-silvered mirror), 한 쌍의 유리 프리즘(a pair of glass prisms), 또는 이색 미러 프리즘(dichroic mirrored prism)일 수 있다. 제 1 빔은 음향 압력파를 검출하는 데 사용되는 감지 빔이고, 제 2 빔은 감지 빔의 변화를 검출하는 데 사용되는 기준 빔이다.

제 1 빔(즉, 감지 빔)은 광학 센서(430)에 결합된다. 광학 센서(430)는 감지 빔이 통과하는 광학 감지 경로를 포함한다. 일부 실시예들에서, 광학 감지 경로는 감지 빔이 음향 압력파를 검출할 수 있도록 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된다. 예를 들어, 광학 센서(430)는 도 2a에 대해 설명된 바와 같이 패브리 페롯 간섭계를 갖는 광섬유이거나, 도 2b와 관련하여 설명된 바와 같이 가요성 멤브레인에 결합된 광섬유일 수 있다.

검출된 음향 압력파는 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 광학 센서(430)와 상호 작용한다. 광학 경로 길이는 감지 빔이 이동하는 경로의 기하학적 길이와 재료(이를 통해 감지 빔이 이동)의 굴절률(예를 들어, 광섬유의 굴절률 또는 패브리 페롯 간섭계에서 미러들 사이의 공동의 굴절률)의 곱이다. 검출된 음향 압력파는 전송 매체(transmission medium)(이를 통해 음향 압력파가 이동)에서 입자 변위를 발생시킨다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 광학 감지 경로들과 같이 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하는 광학 감지 경로에 의해 검출된 공중파의 경우, 전송 매체는 공기이다. 사용자 머리의 조직에 결합된 광학 감지 경로에 의해 검출된 조직 전달 압력파(예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 골전도 변환기 근처에서)의 경우, 전송 매체는 뼈 또는 연골과 같은 조직이다. 두 경우 모두, 음향 압력파에 의해 생성된 입자 변위들은 광학 감지 경로를 진동시키며(예를 들어, 멤브레인 또는 패브리 페롯 간섭계), 이러한 진동은 광학 감지 경로를 통한 감지 빔의 기하학적 경로 길이를 변경하여 광학 경로 길이를 변경한다. 광학 경로 길이의 변화를 측정하는 것은 음향 압력의 측정에 대응하는 입자 변위들의 측정을 제공한다.

제 2 빔(즉, 기준 빔)은 기준 빔 변조기(440)에 결합된다. 마이크로폰 어셈블리(320)는 음향 압력파에 의해 야기된 감지 빔의 광학 경로 길이의 변화를 측정하기 위해 감지 빔을 기준 빔과 비교한다. 기준 빔 변조기(440)는 검출기 어셈블리(450)가 수정된 파라미터에 기초하여 기준 빔을 식별하고 감지 빔과 기준 빔을 구별할 수 있도록 기준 빔의 파라미터를 변조한다. 예를 들어, 기준 빔 변조기(440)는 기준 빔의 진폭 또는 주파수를 변조할 수 있다.

기준 빔 변조기(440)에 의해 출력된 변조된 기준 빔 및 광학 센서(430)에 의해 출력된 감지 빔은 검출기 어셈블리(450)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 변조된 기준 빔 및 감지 빔은 도 4에 도시된 바와 같이 검출기 어셈블리(450)에 들어가기 전에 재결합된다. 예를 들어, 기준 빔 변조기(440) 및 광학 센서(430)에 의해 각각 출력되는 기준 빔 및 감지 빔은 결합된 기준 빔 및 감지 빔을 출력하는 제 2 빔 스플리터로 들어갈 수 있다. 광학 경로 길이의 변화는 광학 센서(430)를 통과한 후 감지 빔의 위상 변화에서 관찰된다. 감지 빔의 위상 변화는 감지 빔의 위상을 기준 빔의 위상과 비교함으로써 결정될 수 있다.

도 4에 도시된 예에서, 검출기 어셈블리(450)는 광 검출기(460) 및 신호 프로세서(470)를 포함한다. 결합된 변조된 기준 빔 및 감지 빔은 광 검출기(460)에 결합된다. 광 검출기(460)는 광을 수신하여 그 광을 전류로 변환하는 디바이스이다. 기준 빔과 감지 빔의 조합은 건설적인 간섭을 생성하고, 광 검출기(460)에서 검출된 광의 양은 기준 빔과 감지 빔의 상대적인 위상과 관련된다. 신호 프로세서(470)는 광 검출기(460)에 의해 생성된 전류를 수신하고, 그 전류를 검출된 음향 압력파의 측정치로 변환한다. 특히, 신호 프로세서(470)는 감지 빔과 기준 빔의 상대적 위상들에 기초하여 기준 빔에 대한 감지 빔의 광학 경로 길이의 변화를 결정하고, 광학 경로 길이의 변화에 기초하여 음향 압력파의 측정치를 결정한다. 신호 프로세서(470)는 음향 압력파의 측정치를 컨트롤러(330)로 전송하고, 이는 전술한 바와 같이 측정치에 기초하여 변환기들(310) 중 하나 이상에 대한 오디오 명령들을 조정한다.

신호 프로세서(470)는 또한 음향 압력파들에 의해 야기된 광학 경로 길이의 변화들과 다른 요인들에 의한 광학 경로 길이의 변화들을 구별할 수 있다. 예를 들어, 오디오 시스템(300)이 움직이는 사용자에 의해 착용되는 경우, 사용자 머리의 움직임은 예를 들어 광섬유의 움직임으로 인해 광학 경로 길이의 변화를 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(470)는 광학 경로 길이에 대한 검출된 변화들의 주파수들을 식별하기 위해 수신된 신호를 처리하고, 음향 압력파들(예를 들어, 20Hz-20kHz)에 대응하는 주파수들의 범위에서 신호의 부분들을 선택한다. 물리적 움직임에 의해 야기된 광학 경로 길이의 변화들은 일반적으로 더 낮은 주파수이므로, 신호 프로세서(470)는 물리적 움직임에 의해 야기된 수신 신호의 부분을 잡음으로 제거할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(330)는특정 주파수, 주파수들의 세트, 또는 주파수들의 범위에서 음향 압력파를 생성하도록 변환기(310)에 지시하고, 이러한 주파수 정보를 신호 프로세서(470)로 전송한다. 이러한 실시예들에서, 신호 프로세서(470)는 생성된 음향 압력파들의 주파수들과 일치하는 수신 신호의 부분을 측정한다.

도 4는 마하 젠더 간섭계에 기초한 광학 마이크로폰 어셈블리(320)를 도시하지만, 다른 실시예들에서, 대안의 검출 디바이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 마이크로폰 어셈블리는 Michelson 간섭계, Fizeau 간섭계, 또는 다른 유형의 광학 간섭계 또는 광학 검출 장치를 기반으로 할 수 있다.

도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 오디오 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 시스템 환경(500)이다. 시스템(500)은 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실 환경, 또는 이들의 일부 조합과 같은 인공 현실 환경에서 동작할 수 있다. 도 5에 도시된 시스템(500)은 아이웨어 디바이스(505)와, 콘솔(510)에 결합되는 입력/출력(I/O) 인터페이스(515)를 포함한다. 아이웨어 디바이스(505)는 아이웨어 디바이스(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 5는 하나의 아이웨어 디바이스(505) 및 하나의 I/O 인터페이스(515)를 포함하는 예시적인 시스템(500)을 도시하지만, 다른 실시예들에서는, 임의의 수의 이러한 구성요소들이 시스템(500)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 다수의 아이웨어 디바이스(505)가 있을 수 있으며, 이들 각각은 연관된 I/O 인터페이스(515)를 갖고, 각각의 아이웨어 디바이스(505) 및 I/O 인터페이스(515)는 콘솔(510)과 통신한다. 대안적인 구성들에서, 상이한 및/또는 추가의 구성요소들이 시스템(500)에 포함될 수 있다. 추가적으로, 도 5에 도시된 하나 이상의 구성요소와 관련하여 기술된 기능은 일부 실시예들에서 도 5와 관련하여 기술된 것과 다른 방식으로 구성요소들 사이에 분산될 수 있다. 예를 들어, 콘솔(510)의 기능의 일부 또는 전부는 아이웨어 디바이스(505)에 의해 제공된다.

아이웨어 디바이스(505)는 컴퓨터 생성 요소들(예를 들어, 2 차원(2D) 또는 3 차원(3D) 이미지들, 2D 또는 3D 비디오, 사운드 등)이 있는 물리적인 실제 환경의 증강된 뷰들을 포함하는 콘텐트를 사용자에게 제공하는 HMD일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 콘텐트는 아이웨어 디바이스(505), 콘솔(510), 또는 이들 둘 모두로부터 오디오 정보를 수신하고 오디오 정보에 기초하여 오디오 데이터를 제공하는 오디오 시스템(300)을 통해 제공되는 오디오를 포함한다. 일부 실시예들에서, 아이웨어 디바이스(505)는 사용자를 둘러싼 실제 환경에 부분적으로 기초하는 가상 콘텐트를 사용자에게 제공한다. 예를 들어, 가상 콘텐트가 아이웨어 디바이스의 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자는 물리적으로 방(room)에 있을 수 있으며, 방의 가상 벽과 가상 바닥이 가상 콘텐트의 일부로서 렌더링된다.

아이웨어 디바이스(505)는 도 3의 오디오 시스템(300)을 포함한다. 오디오 시스템(300)은 하나 이상의 소리 전도 방법들 및 생성된 소리를 검출하기 위한 광학 마이크로폰 어셈블리를 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 오디오 시스템(300)은 하나 이상의 연골 전도 변환기들, 하나 이상의 공기 전도 변환기들, 및 하나 이상의 골전도 변환기들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 오디오 시스템(300)은 아이웨어 디바이스(505)의 사용자에게 오디오 콘텐트를 제공한다. 오디오 시스템(300)은 생성된 소리를 모니터링하도록 광학 마이크로폰을 사용하여 사용자의 각각의 귀에 대한 주파수 응답 모델을 보상할 수 있고, 아이웨어 디바이스(505)를 사용하여 서로 다른 개인들에 걸쳐 생성된 사운드와 일관성을 유지할 수 있다.

아이웨어 디바이스(505)는 깊이 카메라 어셈블리(DCA)(520), 전자 디스플레이(525), 광학 블록(530), 하나 이상의 포지션 센서(535), 및 관성 측정 유닛(IMU)(540)을 포함할 수 있다. 전자 디스플레이(525) 및 광학 블록(530)은 렌즈(110)의 일 실시예다. 포지션 센서(535) 및 IMU(540)는 센서 디바이스(115)의 일 실시예다. 아이웨어 디바이스(505)의 일부 실시예들은 도 5와 관련하여 설명된 것과 다른 구성요소들을 갖는다. 추가로, 도 5와 관련하여 기술된 다양한 구성요소들에 의해 제공되는 기능은 다른 실시예들에서 아이웨어 디바이스(505)의 구성요소들 사이에서 상이하게 분산될 수 있거나, 또는 아이웨어 디바이스(505)로부터 멀리 떨어진 별도의 어셈블리들에서 캡처될 수 있다.

DCA(520)는 아이웨어 디바이스(505)의 일부 또는 전부를 둘러싸는 로컬 영역의 깊이 정보를 기술하는 데이터를 캡처한다. DCA(520)는 광 발생기, 이미징 디바이스, 및 광 발생기와 이미징 디바이스 모두에 결합될 수 있는 DCA 컨트롤러를 포함할 수 있다. 광 발생기는, 예를 들어 DCA 컨트롤러에 의해 발생된 방출 명령들에 따라, 조명 광으로 로컬 영역을 조명한다. DCA 컨트롤러는 방출 명령들에 기초하여, 예를 들어 로컬 영역을 조명하는 조명 광의 강도 및 패턴을 조정하도록, 광 발생기의 특정 구성요소들의 동작을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 조명 광은 구조화된 광 패턴, 예를 들어 도트 패턴, 라인 패턴 등을 포함할 수 있다. 이미징 디바이스는 조명 광으로 조명된 로컬 영역에서 하나 이상의 물체의 하나 이상의 이미지를 캡처한다. DCA(520)는 이미징 디바이스에 의해 캡처된 데이터를 사용하여 깊이 정보를 계산할 수 있거나, DCA(520)는 이러한 정보를 DCA(520)로부터의 데이터를 사용하여 깊이 정보를 결정할 수 있는 콘솔(510)과 같은 다른 디바이스에 전송할 수 있다.

전자 디스플레이(525)는 콘솔(510)로부터 수신된 데이터에 따라 2D 또는 3D 이미지들을 사용자에게 디스플레이한다. 다양한 실시예들에서, 전자 디스플레이(525)는 단일 전자 디스플레이 또는 다중 전자 디스플레이들(예를 들어, 사용자의 각각의 눈에 대한 디스플레이)을 포함한다. 전자 디스플레이(525)의 예들은: 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드 디스플레이(AMOLED), 일부 다른 디스플레이, 또는 이들의 일부 조합을 포함한다. 전자 디스플레이(525)는 도파관 디스플레이일 수 있다.

일부 실시예들에서, 광학 블록(530)은 전자 디스플레이(525)로부터 수신된 이미지 광을 확대하고, 이미지 광과 관련된 광학 에러들을 수정하고, 수정된 이미지 광을 아이웨어 디바이스(505)의 사용자에게 제공한다. 다양한 실시예들에서, 광학 블록(530)은 하나 이상의 광학 요소들을 포함한다. 광학 블록(530)에 포함된 예시적인 광학 요소들은: 도파관, 조리개, 프레넬 렌즈(Fresnel lens), 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 필터, 반사면, 또는 이미지 광에 영향을 주는 임의의 다른 적절한 광학 요소를 포함한다. 더욱이, 광학 블록(530)은 상이한 광학 소자들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 블록(530)의 광학 소자들 중 하나 이상은 부분 반사 또는 반사 방지 코팅들과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다.

광학 블록(530)에 의한 이미지 광의 확대 및 포커싱은 전자 디스플레이(525)가 물리적으로 더 작게 하고, 더 가볍게 하고, 더 큰 디스플레이보다 더 적은 전력을 소비하게 한다. 추가적으로, 확대는 전자 디스플레이(525)에 의해 제공된 콘텐트의 시야를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 디스플레이된 콘텐트의 시야는 디스플레이된 콘텐트가 사용자 시야의 거의 모두(예를 들어, 약 110도 대각선)를 사용하여 제공되고, 일부 경우들에서는 사용자 시야의 모두를 사용하여 제공되도록 된다. 추가적으로, 일부 실시예들에서, 확대는 광학 요소들을 추가하거나 제거함으로써 조정될 수 있다.

일부 실시예들에서, 광학 블록(530)은 하나 이상의 광학 에러 유형을 수정하도록 설계될 수 있다. 광학 오류의 예들은 배럴 또는 핀쿠션 왜곡(barrel or pincushion distortion), 세로 색수차 또는 가로 색수차를 포함한다. 광학 오류의 다른 유형들은 구면 수차, 색수차, 또는 렌즈 상면 만곡(lens field curvature), 난시 또는 광학 오류의 기타 유형으로 인한 오류들을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이를 위해 전자 디스플레이(525)에 제공된 콘텐트는 사전 왜곡되고(pre-distorted), 광학 블록(530)은 콘텐트에 기초하여 발생된 전자 디스플레이(525)로부터의 이미지 광을 수신할 때 왜곡을 수정한다.

IMU(540)는 포지션 센서들(535) 중 하나 이상으로부터 수신된 측정 신호들에 기초하여 아이웨어 디바이스(505)의 포지션을 나타내는 데이터를 생성하는 전자 디바이스이다. 포지션 센서(535)는 아이웨어 디바이스(505)의 움직임에 응답하여 하나 이상의 측정 신호들을 생성한다. 포지션 센서(535)의 예들은 하나 이상의 가속도계, 하나 이상의 자이로스코프, 하나 이상의 자력계, 움직임을 검출하는 다른 적합한 유형의 센서, IMU(540)의 에러 정정에 사용되는 유형의 센서, 또는 이들의 일부 조합을 포함한다. 포지션 센서들(535)은 IMU(540)의 외부, IMU(540)의 내부, 또는 이들의 일부 조합에 위치할 수 있다.

하나 이상의 포지션 센서들(535)로부터의 하나 이상의 측정 신호들에 기초하여, IMU(540)는 아이웨어 디바이스(505)의 초기 포지션에 대한 아이웨어 디바이스(505)의 추정된 현재 포지션을 나타내는 데이터를 생성한다. 예를 들어, 포지션 센서들(535)은 병진 운동(전진/후퇴, 상/하, 좌/우)을 측정하기 위한 다중 가속도계들 및 회전 운동(예를 들어, 피치(pitch), 요(yaw), 및 롤(roll))을 측정하기 위한 다중 자이로스코프들을 포함한다. 일부 실시예들에서, IMU(540)는 측정 신호들을 빠르게 샘플링하고, 샘플링된 데이터로부터 아이웨어 디바이스(505)의 추정된 현재 포지션을 계산한다. 예를 들어, IMU(540)는 속도 벡터를 추정하기 위해 시간에 따라 가속도계들로부터 수신된 측정 신호들을 통합하고, 아이웨어 디바이스(505) 상의 기준 지점의 추정된 현재 포지션을 결정하기 위해 시간에 따라 속도 벡터를 통합한다. 대안적으로, IMU(540)는 샘플링된 측정 신호들을 콘솔(510)에 제공하며, 콘솔(510)은 에러를 줄이기 위해 그 데이터를 해석한다. 기준 지점은 아이웨어 디바이스(505)의 포지션을 기술하는 데 사용될 수 있는 지점이다. 기준 지점은 일반적으로 공간에서의 지점 또는 아이웨어 디바이스(505)의 지향방향 및 포지션과 관련된 포지션으로 정의될 수 있다.

I/O 인터페이스(515)는 사용자가 동작 요청들(action requests)을 보내고 콘솔(510)로부터 응답들을 수신하도록 허용하는 디바이스이다. 동작 요청은 특정 동작을 수행하기 위한 요청이다. 예를 들어, 동작 요청은 이미지 또는 비디오 데이터의 시작 또는 종료를 위한 명령, 또는 애플리케이션 내에서의 특정 동작을 수행하기 위한 명령일 수 있다. I/O 인터페이스(515)는 하나 이상의 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 예시적인 입력 디바이스들은: 키보드, 마우스, 게임 컨트롤러, 또는 동작 요청들을 수신하고 동작 요청들을 콘솔(510)에 전달하기 위한 임의의 다른 적절한 디바이스를 포함한다. I/O 인터페이스(515)에 의해 수신된 동작 요청은 그 동작 요청에 대응하는 동작을 수행하는 콘솔(510)로 전달된다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(515)는 I/O 인터페이스(515)의 초기 포지션에 대한 I/O 인터페이스(515)의 추정된 포지션을 나타내는 교정 데이터를 캡처하는 전술한 바와 같이 IMU(540)를 포함한다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(515)는 콘솔(510)로부터 수신된 명령들에 따라 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 동작 요청이 수신될 때 햅틱 피드백이 제공되거나, 콘솔(510)이 동작을 수행할 때 I/O 인터페이스(515)가 햅틱 피드백을 발생시키게 하는 명령들을 콘솔(510)이 I/O 인터페이스(515)에 전달한다.

콘솔(510)은 아이웨어 디바이스(505) 및 I/O 인터페이스(515) 중 하나 이상으로부터 수신된 정보에 따라 처리하기 위한 콘텐트를 아이웨어 디바이스(505)에 제공한다. 도 5에 도시된 예에서, 콘솔(510)은 애플리케이션 저장소(550), 추적 모듈(555), 및 엔진(545)을 포함한다. 콘솔(510)의 일부 실시예들은 도 5와 관련하여 기술된 것들과는 다른 모듈들 또는 구성요소들을 갖는다. 유사하게, 아래에서 추가로 설명되는 기능들은 도 5와 관련하여 기술된 것과 다른 방식으로 콘솔(510)의 구성요소들 사이에 분산될 수 있다.

애플리케이션 저장소(550)는 콘솔(510)에 의해 실행하기 위한 하나 이상의 애플리케이션을 저장한다. 애플리케이션은 프로세서에 의해 실행될 때 사용자에 제공하기 위한 콘텐트를 생성하는 명령들의 그룹이다. 애플리케이션에 의해 발생된 콘텐트는 아이웨어 디바이스(505) 또는 I/O 인터페이스(515)의 움직임을 통해 사용자로부터 수신된 입력들에 응답할 수 있다. 애플리케이션들의 예들은: 게임 애플리케이션들, 회의 애플리케이션들, 비디오 재생 애플리케이션들, 또는 다른 적절한 애플리케이션들을 포함한다.

추적 모듈(555)은 하나 이상의 교정 파라미터들을 사용하여 시스템 환경(500)을 교정하고, 아이웨어 디바이스(505) 또는 I/O 인터페이스(515)의 포지션 결정에서 에러를 줄이기 위해 하나 이상의 교정 파라미터를 조정할 수 있다. 추적 모듈(555)에 의해 수행된 교정은 또한 아이웨어 디바이스(505)의 IMU(540) 및/또는 I/O 인터페이스(515)에 포함된 IMU(540)로부터 수신된 정보를 고려한다. 추가적으로, 아이웨어 디바이스(505)의 추적이 손실되면, 추적 모듈(555)은 시스템 환경(500)의 일부 또는 전부를 재교정할 수 있다.

추적 모듈(555)은 하나 이상의 포지션 센서(535), IMU(540), DCA(520), 또는 이들의 일부 조합으로부터의 정보를 사용하여 아이웨어 디바이스(505) 또는 I/O 인터페이스(515)의 움직임들을 추적한다. 예를 들어, 추적 모듈(555)은 아이웨어 디바이스(505)로부터의 정보에 기초하여 로컬 영역의 매핑에서 아이웨어 디바이스(505)의 기준 지점의 포지션을 결정한다. 추적 모듈(555)은 또한 IMU(540)로부터의 아이웨어 디바이스(505)의 포지션을 나타내는 데이터를 사용하거나 I/O 인터페이스(515)에 포함된 IMU(540)로부터의 I/O 인터페이스(515)의 포지션을 나타내는 데이터를 사용하여 아이웨어 디바이스(505)의 기준 지점 또는 I/O 인터페이스(515)의 기준 지점의 포지션들을 각각 결정할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예에서, 추적 모듈(555)은 아이웨어 디바이스(505)의 미래 위치를 예측하기 위해 IMU(540)로부터의 아이웨어 디바이스(505)의 포지션을 나타내는 데이터의 부분들을 사용할 수 있다. 추적 모듈(555)은 아이웨어 디바이스(505) 또는 I/O 인터페이스(515)의 추정된 또는 예측된 미래 포지션을 엔진(545)에 제공한다.

엔진(545)은 또한 시스템 환경(500) 내에서 애플리케이션들을 실행하고, 추적 모듈(555)로부터 아이웨어 디바이스(505)의 위치 정보, 가속도 정보, 속도 정보, 예측된 미래 위치들, 또는 이들의 일부 조합을 수신한다. 수신된 정보에 기초하여, 엔진(545)은 사용자에게 제공하기 위해 아이웨어 디바이스(505)에 제공할 콘텐트를 결정한다. 예를 들어, 수신된 정보가 사용자가 왼쪽을 봤다는 것을 나타내면, 엔진(545)은 가상 환경 또는 추가 콘텐트로 로컬 영역을 증강하는 환경에서 사용자의 움직임을 미러링하는 아이웨어 디바이스(505)에 대한 콘텐트를 발생시킨다. 추가적으로, 엔진(545)은 I/O 인터페이스(515)로부터 수신된 동작 요청에 응답하여 콘솔(510) 상에서 실행되는 애플리케이션 내에서 동작을 수행하고, 동작이 수행되었다는 피드백을 사용자에게 제공한다. 제공된 피드백은 아이웨어 디바이스(505)를 통한 시각적 또는 청각적 피드백이거나 또는 I/O 인터페이스(515)를 통한 햅틱 피드백일 수 있다.

추가 구성 정보

본 개시의 실시예들에 대한 상술한 설명은 예시의 목적으로 제공되었다; 이러한 것은 포괄적인 것으로 의도되지 않았으며, 본 개시내용을 개시된 정확한 형태들로 제한하려 의도되지 않았다. 당업자들는 위의 개시내용에 비추어 많은 수정들 및 변형들이 가능하다는 것을 인식할 수 있다.

본 설명의 일부 부분들은 정보에 대한 동작들의 알고리즘들 및 상징적 표현들의 관점에서 본 개시내용의 실시예들을 기술한다. 이러한 알고리즘적 설명들 및 표현들은 데이터 처리 분야의 당업자들에 의해 그들의 작업의 내용을 다른 당업자들에게 효과적으로 전달하기 위해 일반적으로 사용된다. 이들 동작들은 기능적으로, 계산적으로 또는 논리적으로 설명되었지만, 컴퓨터 프로그램들 또는 등가의 전기 회로들, 마이크로코드, 등에 의해 구현되는 것으로 이해된다. 더욱이, 이러한 동작들의 배열들을 일반성 손실 없이 모듈들로 지칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 입증되었다. 기술된 동작들 및 관련 모듈들은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 기술된 단계들, 동작들 또는 프로세스들의 어떠한 것도 하나 이상의 하드웨어 또는 소프트웨어 모듈들로 단독으로 또는 다른 디바이스와 조합하여 수행되거나 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현되며, 컴퓨터 프로그램 코드는 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되어 설명된 단계들, 동작들 또는 프로세스들 중 임의의 것 또는 모두를 수행할 수 있다.

본 개시의 실시예들은 또한 본 명세서의 동작들을 수행하기 위한 장치에 관한 것일 수 있다. 이러한 장치는 필요한 목적들을 위해 특별히 구성될 수 있고/있거나, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 재구성되는 범용 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 비-일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체, 또는 전자 명령들을 저장하기에 적합한 임의의 유형의 매체에 저장될 수 있고, 이러한 매체는 컴퓨터 시스템 버스에 결합될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 언급된 임의의 컴퓨팅 시스템들은 단일 프로세서를 포함할 수 있거나 증가된 컴퓨팅 능력을 위해 다중 프로세서 설계들을 채용하는 아키텍처일 수 있다.

본 개시의 실시예들은 또한 본 명세서에 기술된 컴퓨팅 프로세스에 의해 생성되는 제품에 관한 것일 수 있다. 이러한 제품은 컴퓨팅 프로세스로부터 초래된 정보를 포함할 수 있으며, 여기서 정보는 비-일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장되며, 여기에 설명된 컴퓨터 프로그램 제품 또는 다른 데이터 조합의 임의의 실시예를 포함할 수 있다.

마지막으로, 본 명세서에서 사용된 언어는 원칙적으로 가독성 및 교육 목적으로 선택되었으며, 본 발명의 주제를 정확하게 기술하거나 제한하기 위해 선택되지 않았을 수 있다. 그러므로, 본 개시의 범주는 이러한 상세한 설명에 의해 제한되는 것이 아니라, 여기에 기초한 본 출원에 대해 주장하는 청구범위에 의해 제한되는 것으로 의도된다. 따라서, 실시예들의 개시내용은 다음의 청구범위에 제시된 본 개시의 범주를 예시하기 위한 것이지 제한하기 위한 것은 아니다.

Claims

오디오 시스템으로서:
사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파(acoustic pressure wave)를 생성하도록 구성된 변환기 어셈블리;
적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 이동하도록 구성된 광학 감지 경로;
기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로의 감지 빔과 상호 작용하는, 상기 레이저;
검출기 어셈블리로서,
상기 기준 빔을 검출하고 상기 광학 감지 경로로부터 상기 감지 빔을 검출하고,
상기 기준 빔과 상기 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 부분적 으로 기초하여 상기 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된, 상기 검출기 어셈블리; 및
상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 상기 오디오 명령을 조정하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저로부터 방출된 광을 상기 기준 빔과 상기 감지 빔으로 분리하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성된 기준 빔 변조기를 더 포함하며, 상기 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 상기 기준 빔을 식별하도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 상기 오디오 시스템의 하우징에 매달린 광섬유를 포함하는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된 가요성 멤브레인에 결합된 광섬유를 포함하는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로의 단부(end)는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 사용자의 조직(tissue)에 결합되도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 변환기 어셈블리는 사용자 귀의 귓바퀴 뒤쪽(a back of an auricle)의 제 1 부분에 결합되도록 구성된 적어도 하나의 변환기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 변환기는 상기 귓바퀴가 상기 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하게 하도록 제 1 주파수 범위에서 상기 귓바퀴를 진동시키도록 구성되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 제 1 주파수 범위에 있고 상기 광학 감지 경로가 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 변환기 어셈블리는 제 2 주파수 범위에서 진동하도록 구성된 제 2 변환기를 더 포함하며, 상기 제 2 변환기는 제 2 범위의 음향 압력파들을 생성하고, 상기 광학 감지 경로는 또한 상기 제 2 주파수 범위에서 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 범위는 상기 제 2 주파수 범위와 상이한, 오디오 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 오디오 시스템은 아이웨어 디바이스의 구성요소인, 오디오 시스템.
아이웨어 디바이스로서:
프레임; 및
상기 프레임에 결합된 오디오 시스템을 포함하며, 상기 오디오 시스템은:
사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성 하도록 구성된 변환기 어셈블리;
적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 이동하도록 구성된 광 학 감지 경로;
기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상 기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로의 감지 빔과 상호 작용하는, 상기 레이저;
검출기 어셈블리로서,
상기 기준 빔을 검출하고 상기 광학 감지 경로로부터 상기 감지 빔을 검출하고,
상기 기준 빔과 상기 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 부분적으로 기초하여 상기 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된, 상기 검출기 어셈블리; 및
상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 상기 오디오 명령을 조정 하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 레이저로부터 방출된 광을 상기 기준 빔과 상기 감지 빔으로 분리하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성된 기준 빔 변조기를 더 포함하며, 상기 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 상기 기준 빔을 식별하도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 상기 프레임에 매달린 광섬유를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된 가요성 멤브레인에 결합되는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로의 단부는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 광학 감지 경로는 사용자의 조직에 결합되도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 12 항에 있어서, 상기 변환기 어셈블리는 사용자 귀의 귓바퀴 뒤쪽의 제 1 부분에 결합되도록 구성된 적어도 하나의 변환기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 변환기는 상기 귓바퀴가 상기 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하게 하도록 제 1 주파수 범위에서 상기 귓바퀴를 진동시키도록 구성되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 제 1 주파수 범위에 있고 상기 광학 감지 경로가 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 19 항에 있어서, 상기 변환기 어셈블리는 제 2 주파수 범위에서 진동하도록 구성된 제 2 변환기를 더 포함하며, 상기 제 2 변환기는 제 2 범위의 음향 압력파들을 생성하고, 상기 광학 감지 경로는 또한 상기 제 2 주파수 범위에서 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
오디오 시스템으로서:
사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하도록 구성된 변환기 어셈블리;
적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 이동하도록 구성된 광학 감지 경로;
기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로의 감지 빔과 상호 작용하는, 상기 레이저;
검출기 어셈블리로서,
상기 기준 빔을 검출하고 상기 광학 감지 경로로부터 상기 감지 빔을 검출하고,
상기 기준 빔과 상기 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 부분적 으로 기초하여 상기 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된, 상기 검출기 어셈블리; 및
상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 상기 오디오 명령을 조정하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 오디오 시스템
제 21 항에 있어서, 상기 레이저로부터 방출된 광을 상기 기준 빔과 상기 감지 빔으로 분리하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하는, 오디오 시스템.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성된 기준 빔 변조기를 더 포함하며, 상기 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 상기 기준 빔을 식별하도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 감지 경로는 상기 오디오 시스템의 하우징에 매달린 광섬유를 포함하고; 및/또는
상기 광학 감지 경로는 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는 가요성 멤브레인에 결합된 광섬유를 포함하는, 오디오 시스템.
제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 감지 경로는 사용자의 조직에 결합되도록 구성되거나; 또는
상기 광학 감지 경로의 단부는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변환기 어셈블리는 사용자 귀의 귓바퀴 뒤쪽의 제 1 부분에 결합되도록 구성된 적어도 하나의 변환기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 변환기는 상기 귓바퀴가 상기 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하게 하도록 제 1 주파수 범위에서 상기 귓바퀴를 진동시키도록 구성되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상기 제 1 주파수 범위에 있고 상기 광학 감지 경로가 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되고;
선택적으로, 상기 변환기 어셈블리는 제 2 주파수 범위에서 진동하도록 구성된 제 2 변환기를 더 포함하며, 상기 제 2 변환기는 제 2 범위의 음향 압력파들을 생성하고, 상기 광학 감지 경로는 또한 상기 제 2 주파수 범위에서 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 오디오 시스템.
제 26 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 범위는 상기 제 2 주파수 범위와 상이한, 오디오 시스템.
제 21 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오디오 시스템은 아이웨어 디바이스의 구성요소인, 오디오 시스템.
아이웨어 디바이스로서:
프레임; 및
상기 프레임에 결합된 오디오 시스템을 포함하며, 상기 오디오 시스템은:
사용자의 귀에 결합되고, 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성 하도록 구성된 변환기 어셈블리;
적어도 부분적으로, 검출된 음향 압력파와 함께 이동하도록 구성된 광 학 감지 경로;
기준 빔과 감지 빔으로 분리된 광을 방출하도록 구성된 레이저로서, 상기 감지 빔은 광학 감지 경로에 결합되고, 상기 검출된 음향 압력파는 상 기 감지 빔의 광학 경로 길이를 변경하기 위해 상기 광학 감지 경로의 감지 빔과 상호 작용하는, 상기 레이저;
검출기 어셈블리로서,
상기 기준 빔을 검출하고 상기 광학 감지 경로로부터 상기 감지 빔을 검출하고,
상기 기준 빔과 상기 감지 빔 사이의 광학 경로 길이의 변화에 부분적으로 기초하여 상기 검출된 음향 압력파를 측정하도록 구성된, 상기 검출기 어셈블리; 및
상기 검출된 음향 압력파의 측정에 기초하여 상기 오디오 명령을 조정 하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
제 29 항에 있어서, 상기 레이저로부터 방출된 광을 상기 기준 빔과 상기 감지 빔으로 분리하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하는, 아이웨어 디바이스.
제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 기준 빔의 파라미터를 변조하도록 구성된 기준 빔 변조기를 더 포함하며, 상기 검출기 어셈블리는 변조된 파라미터에 기초하여 상기 기준 빔을 식별하도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 감지 경로는 상기 프레임에 매달린 광섬유를 포함하고; 및/또는
상기 광학 감지 경로는 상기 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성된 가요성 멤브레인에 결합되는, 아이웨어 디바이스.
제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 감지 경로는 사용자의 조직에 결합되도록 구성되거나; 또는
상기 광학 감지 경로의 단부는 공기 중에 매달려 있고 사용자의 귀 입구에 위치하도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변환기 어셈블리는 사용자 귀의 귓바퀴 뒤쪽의 제 1 부분에 결합되도록 구성된 적어도 하나의 변환기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 변환기는 상기 귓바퀴가 상기 오디오 명령에 기초하여 음향 압력파를 생성하게 하도록 제 1 주파수 범위에서 상기 귓바퀴를 진동시키도록 구성되고, 상기 검출된 음향 압력파와 함께 상기 제 1 주파수 범위에서 상기 광학 감지 경로가 움직이도록 구성되고;
선택적으로, 상기 변환기 어셈블리는 제 2 주파수 범위에서 진동하도록 구성된 제 2 변환기를 더 포함하며, 상기 제 2 변환기는 제 2 범위의 음향 압력파들을 생성하고, 상기 광학 감지 경로는 또한 상기 제 2 주파수 범위에서 검출된 음향 압력파와 함께 움직이도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.